氙燈老化試驗箱和紫外線老化試驗箱的比較

我們都知道氙燈老化試驗箱和紫外線老化試驗箱有一定的相似之處，也有些用戶會對二者產生混淆，甚至還認為二者可以相互代替，下面科賽德儀器工程師就為大家進行氙燈老化試驗箱和紫外線老化試驗箱的比較。

一、引言
高分子材料在日常生活中應用廣泛,在其長期使用過程中,經常出現變色、粉化、起泡、裂紋、脫落等老化現象,嚴重影響產品的機械性能、外觀表現等特性。因此,如何高效、準確地評價高分子材料及其制品的耐老化性能,對高分子材料的應用和發展極其重要。

老化試驗的研究方法主要有兩種,自然環境老化和人工加速老化。自然環境老化是評定材料實際壽命的最好方法,但試驗周期長,環境條件不可控,因此其實際應用受到限制。為了縮短試驗時間,通常采用人工加速老化試驗方法,在室內或設備內模擬大氣環境條件或某種特定的環境條件,其中光老化是較常采用的老化方法。

加速檢測老化和光穩定性的設備較常見的有紫外線老化試驗箱(QUV)和氙燈老化試驗箱,這些檢測設備被廣泛用于研究開發、質量控制和材料檢定,能提供快速且可重復的老化測試結果,適用于食品接觸材料、醫用材料等的老化研究。

紫外線老化試驗箱是模擬老化的具有破壞效果的實驗室儀器,它可用于預測材料暴露在室外環境下的耐久性。QUV自帶的冷凝系統可模擬雨霧,熒光紫外燈模擬陽光的損害現象,暴露溫度可自動控制。幾天或幾周后,QUV會造成幾個月或幾年在室外才可能發生的破壞效果。觀察到的材料的變質情況包括褪色、風化、開裂、模糊、起泡、光澤消失、強度減小以及脆化等。

氙燈老化試驗箱是模擬氣候腐蝕效果的實驗室設備,用來測試材料的耐候性能。它能在幾天或數周內產生戶外幾個月甚至幾年的老化效果。能觀察到的效果包括褪色、白化、龜裂、破裂、霧化、水泡、光澤降低、強度降低和脆化等。

氙燈老化試驗箱和紫外線老化試驗箱的介紹
紫外線老化試驗箱具備噴淋、輻照強度閉環自動控制功能、黑板溫度的直接設定和閉環自動控制功能以及水溫加熱自動控制功能,可進行循環溫度控制和冷凝溫度控制,具有精密的太陽眼光照控制系統,能選擇合適的輻照度(輻照在單位面積上的光的比率)。太陽眼自動保持正確的照度,控制器通過4個傳感器監控UV強度,相比替補/輪換系統可彌補燈的差別,從而更好地控制輻照度。可供選擇不同的光照情況,例如,UVA-340可以設定以下幾種光照情況:
(1)太陽最大值(相當于夏季正午日光),得到快速效果;
(2)UV最大值(高于無太陽眼控制的照度的75%),得到快速效果;
(3)平均最優值(相當于三月/九月的日光),平均或低于UV照射。

使用UVB-313燈,能以最大的UV值進行快速試驗,進行質量控制或非常耐久的材料的試驗。
氙燈老化試驗箱由配備了輻照控制、相對濕度和黑板溫度(X-10235-X)及箱體溫度的控制與監控,并帶有水噴淋系統。用氙燈模擬陽光的破壞效果,用噴淋功能(可選項)模擬雨和露,其曝曬、黑暗、噴淋的次序是被自動控制的。可設置循環程序控制溫度和相對濕度,并具有精密的太陽眼光照控制系統,可選擇光強(照射在平面上光能的比率)的強弱,太陽眼自動保持正確的光強。

主要標準
QUV試驗標準參考QUV紫外光加速老化試驗機測試標準列表；
SUN試驗標準參考Q-SUN常用標準列表

氙燈老化試驗箱和紫外線老化試驗箱的比較
氙燈老化試驗箱主要模擬太陽光的所有光譜,包括紫外線UV、可見光和紅外線,氙燈光譜在295~800nm范圍內基本上與太陽光的光譜相吻合。紫外線老化試驗箱常被用來測試對紫外線的長波段、可見光及紅外線較敏感的樣品。

紫外線老化試驗箱則無法模擬全光譜太陽光。在紫外線的短波區域,即從365nm到太陽光的最低波段,紫外線老化試驗箱能很好地模擬太陽光,卻無法模擬長一點的波長。對于曝露在室外的經久耐用的材料,紫外線的短波段300~400nm是引起老化損害的最主要原因,因此紫外線老化試驗箱常用來測試暴露在室外的樣品。

通常,在涂層、粘合劑、屋面材料和紡織品等材料的老化試驗中較多選用紫外線老化試驗箱,在印刷油墨類、塑料制品中較多選用氙燈老化試驗箱。在進行人工加速老化試驗時,應當根據光源特點、試驗目的、受試材料的種類和應用領域來選取不同的人工加速光老化試驗方法和適當的試驗條件、評判參數。測試的最佳方法依賴于測試需要,選對方法和儀器能使實驗結果更為有效。

氙燈老化試驗箱和紫外線老化試驗箱試驗結果比較：
國內對氙燈老化試驗箱和紫外線老化試驗箱兩種老化試驗方法的對比研究較少。利用氙燈老化試驗箱和紫外線老化試驗箱對7種不同基料不同顏色的漆進行老化試驗,發現在失光試驗方面,200h內兩種方法有較好的可比性,而200h后缺乏規律性。在變色試驗方面,紫外線老化試驗箱沒有氙燈老化試驗箱的對比系數高。在粉化模擬性方面,紫外線老化試驗箱相對氙燈老化試驗箱更具優異性。

結束語：
盡管目前人工加速老化試驗與自然環境老化之間的相關性不能用簡單的相關系數、變換關系來表述,但是人工加速光老化試驗仍是有意義的。由于自然氣候條件變化千差萬別,所以實驗室設備主要用于可控的、可重現的和技術允許的條件。雖然對許多材料來說, 很多測試方法的結果與自然戶外老化結果非常相近, 但是仍然無法等同。它們的主要作用是為材料性能比較提供一種一致的基礎, 現在人們采用這些試驗方法所得到的結果在特定的試驗條件下可以用來評價材料的老化性能。